课题2 化学与可持续发展（教学设计）化学人教版五四学制2024九年级全一册

该初中化学教学设计聚焦化学与可持续发展，涵盖能源利用（化石能源、新能源）和材料开发（合成材料等）。通过自然资源与工业产品对比图片导入，联系已有能源、材料知识，构建知识支架。 特色在于结合实验与实例，如纤维燃烧鉴别、新能源制氢流程分析，培养科学探究与实践能力；强调化学与社会联系，树立环保意识，体现科学态度与责任。助学生提升探究能力，为教师提供实例化教学思路。

第四单元《化学与社会》教学设计 课题2 化学与可持续发展 课题2 化学与可持续发展 课时 1 授课年级 初三 课标要求 内容要求： 1.认识化学在解决与资源、能源、环境等相关的问题中的作用。 2.结合实例，从物质及其变化的视角，认识资源的综合利用与新能源的开发、材料的科学利用与新材料的研发，理解化学与生态环境保护的关系。 3.知道资源开发、能源利用可能会对环境产生影响，树立环保意识。 4.了解有机高分子材料等在社会生活中的应用。 5.跨学科实践活动：调查我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用。 学业要求： 1.能列举生活中常见的能源和资源、金属材料和有机合成材料及其应用。 2.能从物质的组成及变化视角，分析和讨论资源综合利用、材料选取与使用、生态环境保护等有关问题。 3.在跨学科实践活动中，能综合运用化学、技术、工程及跨学科知识，秉承可持续发展，设计、评估解决实际问题的方案，制作项目作品，并进行改进和优化，体现创新意识。 教材 分析 本课题包括“化学与能源利用”和“化学与材料开发”两部分。在化学与能源利用部分讲述了化学在能源转化和新能源开发中的重要作用；在化学与材料开发部分，介绍了有机高分子化合物的概念、结构特点，以及天然有机高分子材料和合成有机高分子材料的分类、性能与用途等还提及了其他常见材料如金属材料、无机非金属材料、复合材料和功能材料。 与旧版教材不同，新教材注重结合实例，引导学生从物质及其变化的视角，认识资源的综合利用与新能源的开发、材料的科学利用与新材料的研发，认识化学在解决与资源、能源、材料、环境等相关问题中的作用，体会化学是推动人类社会可持续发展的重要力量，树立建设美丽中国、为全球生态安全做贡献的信念。 能源的利用在第七单元已涉及，金属材料在第八单元已涉及，本课题侧重在已有知识的基础上，综合应用化学知识，引导学生从物质的组成及变化视角分析和解决资源、能源、材料、环境等实际问题，通过问题的解决认识化学的重要价值。 学情分析 能源与材料相关的内容与学生生活联系紧密，且在前面的学习中已有了解。塑料、合成橡胶和合成纤维制品在生活中都很常见，对这些物质学生都有了一定的感性认识。本课内容学习要求虽然不高，但学生学习有一定难度，一方面，知识多而杂，学生学习起来感觉没有头绪；另一方面，这部分内容的专有名词较多，如合成有机高分子材料、聚合物、复合材料、功能材料等，学生学习起来，显得陌生而枯燥。 教学目标 1.认识化学在解决与能源、材料等相关问题中的作用。 2.结合实例，从物质及其变化的视角，认识材料的科学利用与新材料的研发，理解化学与生态环境保护的关系。 3.了解有机高分子材料等在社会生活中的应用。 4.知道使用材料对人和环境的影响，树立环保意识。 教学重、难点 重点：合成材料的性质与应用；棉纤维、羊毛纤维、合成纤维的鉴别。 难点：初步形成节能低碳、节约资源、保护环境的态度和绿色出行的生活方式。 核心素养 化学观念：学生能够认识到化学变化在能量转化和物质转化中的重要作用，理解化学是实现能源和材料可持续发展的关键科学；形成“结构决定性质，性质决定用途”的观念，认识到有机高分子材料的结构特点决定了其性能和用途。 科学思维：通过对化学与能源利用、化学与材料开发的学习，培养学生的归纳总结能力，能够从具体的事例中总结出化学在可持续发展中的作用和方法；学会运用比较、分类、分析等方法，对不同类型的能源和材料进行比较和鉴别，培养学生的逻辑思维能力。 科学探究与实践：以小组合作的方式开展对常见纤维的鉴别等探究活动，培养学生的实验设计能力、观察能力和分析问题的能力；通过对新能源和新型材料的了解，激发学生的创新意识和探究欲望，鼓励学生提出自己的想法和建议。 科学态度与责任：使学生认识到化学在可持续发展中的重要性和必要性，培养学生对化学学科的积极态度和学习兴趣；让学生了解化学与生活、社会的密切联系，增强学生的社会责任感和环保意识，引导学生树立正确的可持续发展观。 教学过程 教学环节 教学活动 设计意图 环节一、 新课导入 【图片展示】自然资源：水、空气、金属矿物、化石燃料。 【讲解】资源是人类生存的保障，为了实现人类社会的可持续发展，我们需要在保持良好生态环境的前提下，合理地开发和利用自然资源。随着时代的发展，从自然资源中直接获取的天然物质在数量和性能上都难以满足社会的需要。人们借助化学方法分析物质的组成，通过化学反应得到一系列新的材料和能源，为社会可持续发展提供了物质保障和前进动力。 【图片展示】工业产品：纯净水、金属炊具、沥青。 【过渡】在自然资源转化为工业产品的过程中，化学发挥了重要作用。本节课我们从能源和材料两个方面来了解化学与生活、社会的密切联系。 通过自然资源和工业产品的对比，使学生了解社会发展中化学的重要作用，培养学生对化学学科的积极态度 环节二、 化学与能源利用 【讲解】煤、石油、天然气是三大化石能源，在使用过程中会排放大量的SO2、NO2、CO和烟尘等空气污染物以及温室气体CO2等，会造成多种环境问题，如酸雨、雾霾、温室效应加剧等。 【思考与讨论】回顾第七单元学过的知识，讨论化石能源的利用方式，以及人们为降低化石能源利用对环境的影响而采取的措施。 【总结】举例：使用无烟煤、脱硫煤；改进发动机，使用催化净化装置；改变能源结构，利用更清洁的能源等。 【讲解】为了改变传统的能源利用方式，人们通过化学反应将化石能源转化为清洁、便利的二次能源，如采用自主研发的新型催化剂和环境友好合成路线，利用化学转化将煤转化为乙醇，实现了资源的清洁利用；如将石油通过炼制、蒸馏等方式转化为多种化工产品；还有我们最常见的二次能源——电能，也是化石能源转化而来。 【过渡】除了将化石能源转化为较清洁、便利的二次能源，还需要开发可再生和环境友好的新能源。 【学生活动】举例说明一种新能源，并说一说这种新能源目前开发利用的状况。 【总结】新能源：太阳能、风能、核能、地热能、水能、生物质能等。 【讲解】氢能源是最理想的“绿色能源”之一，有规划地开发和使用氢能源是优化能源结构，实现“碳中和”的重要措施。结合新能源制氢是现阶段科学研究的热点，如光伏发电制氢、风能制氢等。 【学生活动1】如图是光伏发电制氢的流程，分析流程中涉及的化学变化。 【总结】①制氢：2H2O === (通电) 2H2 ↑ + O2↑；②储氢：3H2+ CO2=== (一定条件)H2O+CH3OH；③释氢：H2O+CH3OH=== (一定条件)3H2↑ + CO2↑；④用氢：2H2 + O2 === (点燃) 2H2O。 【学生活动2】如图是风电制氢的流程，分析流程中涉及的化学和物理变化。 【总结】电解槽：2H2O === (通电) 2H2 ↑ + O2↑；加压、储存：氢分子间的间隔变小。 【讲解】氢能源的应用前景广泛。如氢能源汽车，它主要应用的电池就是氢燃料电池，氢能也是航空动力之一，航空运行中利用电解水产生的氢气作燃料。 【巩固练习】 1.能源是人类发展的基础，下列属于不可再生能源的是（ ） A．太阳能 B．石油 C．风能 D．潮汐能 2.（2024·广州）能源与生活息息相关。下列说法不正确的是（ ） A．石油属于化石燃料，是不可再生能源 B．天然气燃烧产生的二氧化碳可造成酸雨 C．乙醇汽油用作汽车燃料可减少空气污染 D．太阳能电池可将太阳能转化为电能 【答案】1.B 2.B 通过化石能源的利用引入二次能源和新能源，使学生了解人们在改善能源结构和保护环境方面所作的贡献。 通过对多种联合制氢方法的介绍，使学生认识化学在能源利用领域的重要作用，提升学生的科学素养 环节三、 化学与材料开发 【图片展示】煤、石油的综合利用。 【讲解】煤、石油等化石燃料和秸秆等生物质直接燃烧，其应用范围有限且污染严重。如果通过化学反应进行物质转化，就能得到煤气、沼气等清洁燃料和化工原料，以及塑料、合成橡胶、合成纤维等高分子材料。化学在材料的研制和创新中均发挥着重要作用。 【讲解】塑料、合成纤维、合成橡胶属于合成有机高分子材料，简称合成材料。天然有机高分子材料包括皮革、羊毛、蚕丝、棉花、麻和天然橡胶等； 【讲解】有机高分子化合物大部分是由有机小分子化合物聚合而成的，所以又称聚合物。当小分子连接构成高分子时，有的以链状连接，有的以网状连接。链状结构的高分子材料加热易熔化，具有热塑性，能反复加工；网状结构的高分子材料受热不再熔化，具有热固性。 【学生活动】阅读教材P106表11-2，了解合成材料的性能和应用等。 【总结】 塑料 合成纤维 合成橡胶 主要性能 密度小、耐腐蚀、易加工 强度高、弹性好、耐磨、耐腐蚀 弹性和绝缘性好 常见类型 聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯等 聚丙烯纤维(丙纶)、聚对苯二甲酸乙二酯纤维(涤纶)、聚丙烯腈纤维(腈纶)等 顺丁橡胶、丁苯橡胶、异戊橡胶、硅橡胶等 应用举例 绝缘材料、包装材料、农用薄膜、管道、机械零件等 纺织原料、过滤材料、建筑材料等 轮胎、密封制品、防护用品等 【交流讨论】日常生活中有很多棉纤维、羊毛纤维和涤纶面料制成的衣物。结合三种纤维的化学成分，分析如何通过实验区分这三种纤维？ 【总结】 纤维种类 化学成分 燃烧情况 气味 灰烬 棉纤维 纤维素 易燃，直接燃烧 烧纸的气味 灰色，细而软 羊毛纤维 蛋白质 起泡成球， 不持续燃烧 烧焦羽毛的气味 黑褐色小球， 易碎 合成纤维 高分子化合物 先熔化再燃烧，或边熔化边燃烧 特殊气味 黑色或褐色硬块 【讲解】材料的分类。 一般根据材料的物质组成等特点将材料分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料等。纯金属和合金都属于金属材料；日常生活中所见到的陶瓷、玻璃等属于无机非金属材料；刚刚我们学习的棉花、塑料等属于有机高分子材料；玻璃钢、钢筋混凝土等属于复合材料。各类材料由于性能、来源、价格等原因在生产、生活中的应用不尽相同。 复合材料是一种新型材料，为了综合不同材料的优点，人们将几种材料复合起来制成复合材料，以满足生活、生产的需要，如玻璃钢、碳纤维复合材料等。 【图片展示】汽车玻璃、碳纤维鱼竿、碳纤维网球拍等。 【讲解】除此之外，还开发了大量具有光、电、磁等特殊性质的功能材料。新型材料的广泛应用，对人类的生产、生活和社会发展产生了深远影响。 【课题总结】社会的可持续发展要以自然资源的合理开发和利用为基础。如果对物质的获取、使用或处理不当，就会引发一系列环境和社会问题。各种资源从开采、提炼到制成产品，再到产品的使用与回收，其中的每个环节都离不开物质的转化，与物质的组成、结构、性质和应用密切相关，而这些正是化学的研究对象。化学与相关技术的发展，遵循增进人类福祉、尊重生命权利、合理控制风险等原则，充分考虑资源供给和环境承载能力，将为解决影响可持续发展的社会性科学议题开辟新的途径，为人类创造更加美好的生活。 【巩固练习】 1.（2024·云南）下列生活用品的主要材料属于有机合成材料的是（ ） A．塑料桶 B．纯棉毛巾 C．瓷碗 D．不锈钢盆 2.（2024·临夏·）分类是化学学习和研究的常用方法，下列分类正确的是（ ） A．有机合成材料：聚乙烯塑料、羊毛 B．碱：纯碱、烧碱 C．有机物：碳酸、甲烷 D．化石燃料：煤、石油 【答案】1.A 2.D 通过学生自主学习和交流讨论，使学生认识合成材料及材料的鉴别，培养学生的问题分析、解决能力 通过对材料以及新型材料的的介绍，使学生了解到化学知识在生产、生活中的应用及对人类社会发展的深远影响，培养学生对化学学科的积极态度 课堂总结 板书 设计 课题2 化学与可持续发展 一、化学与能源利用 1.化石能源：煤、石油、天然气 2.二次能换：电能、石油制品等 3.新能源：氢能、太阳能等 二、化学与材料开发 1.合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶 2.天然有机高分子材料：棉、丝、羊毛等 3.金属材料 4.无机非金属材料 5.复合材料 6.功能材料 教学 反思 本课题注重引导学生从物质及其变化的视角，认识资源的综合利用与新能源的开发、材料的科学利用与新材料的研发。在教学中可通过实例进行讲解，让学生在实践中学习，才能不断地激发学生的学习积极性与主动性，既培养学生的学习兴趣，又培养学生的思维能力，想象力和创新精神，使每个学生的身心都能得到充分的发展。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 课题2 金属资源的利用和保护 第1课时 【基础达标】 1．（2024·江苏常州·中考真题）下列变化属于化学变化的是（ ） A．酒精挥发 B．冶炼钢铁 C．品红扩散 D．石油分馏 【答案】B 【详解】A、酒精挥发，是酒精的状态改变，没有新物质生成，属于物理变化，故选项错误； B、冶炼钢铁过程中，有新物质铁生成，属于化学变化，故选项正确； C、品红扩散是由于分子运动的结果，没有新物质生成，属于物理变化，故选项错误； D、石油分馏是利用各成分沸点不同将石油的成分分离，没有新物质生成，属于物理变化，故选项错误； 故选：B。 2．（2023·江苏常州·中考真题）同学们收集的下列矿石样品中，主要成分为Fe3O4的是（ ） A．赤铁矿 B．磁铁矿 C．孔雀石 D．铝土矿 【答案】B 【详解】A、赤铁矿的主要成分是氧化铁，其主要成分的化学式为Fe2O3，故选项不符合题意； B、磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，其主要成分的化学式为Fe3O4，故选项符合题意； C、孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜，其主要成分的化学式为Cu2(OH)2CO3，故选项不符合题意； D、铝土矿的主要成分是氧化铝，其主要成分的化学式为Al2O3，故选项不符合题意。 故选B。 3．（2024·江苏南京·二模）下列金属中，在自然界主要以化合物形式存在，且提炼量最大的是（ ） A．铝 B．铁 C．金 D．银 【答案】B 【详解】A、铝的化学性质比较活泼，在自然界主要以化合物形式存在，但是提炼量不是最大，不符合题意； B、铁在自然界主要以化合物形式存在，且铁是年产量最高的金属，符合题意； C、金的化学性质比较稳定，在自然界主要以单质形式存在，不符合题意； D、银的化学性质比较稳定，在自然界主要以单质形式存在，不符合题意。 故选B。 4．（2024·广东汕头·一模）铁是应用最广泛的金属。下列有关铁的说法正确的是（ ） A．铁是地壳中含量最多的金属元素 B．炼铁原理是将单质铁转化为氧化铁 C．铁在纯氧中燃烧得到Fe3O4 D．生铁除去大部分碳后得到的钢是纯净物 【答案】C 【详解】A、地壳中含量居前四位的元素是：氧、硅、铝、铁，铝是地壳中含量最多的金属元素，选项A不正确； B、炼铁原理是在高温条件下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来，反应中铁的氧化物转化为铁，选项B不正确； C、细铁丝在氧气中燃烧反应生成黑色的Fe3O4，选项C正确； D、生铁除去大部分碳后得到的钢是混合物，因为其中除了含有铁，还含有少量碳等其它物质，选项D不正确。 故选C。 5．（2023·山东临沂·二模）下列有关金属材料的说法正确的是（ ） A．合金中至少含有两种金属 B．在自然界中，大多数金属以化合物的形式存在 C．生铁和钢都是铁合金，但钢的含碳量比生铁的高 D．“真金不怕火炼”说明黄金的熔点非常高 【答案】B 【详解】A、合金是由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的混合物，故A错误； B、大多数金属的化学性质比较活泼，在自然界中以化合物形式存在，故B正确； C、生铁含碳量一般在2 %-4.3%，钢的含碳量为0.03%-2%，所以生铁的含碳量比钢的含碳量高，故C错误； D、真金不怕火炼，说明金的化学性质很稳定，很难与氧气发生化学反应，故D错误。 故选B。 6．（2024·山西太原·二模）“碳中和”是指在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体通过各种形式进行抵消，达到二氧化碳或温室气体相对“零排放”。以下行为中有利于实现“碳中和”的是（ ） A．燃煤取暖 B．植树造林 C．高炉炼铁 D．生物呼吸 【答案】B 【详解】A、燃煤取暖会产生大量的二氧化碳，不利于实现“碳中和”，不符合题意； B、二氧化碳是绿色植物进行光合作用的原料，植树造林能增大二氧化碳的吸收量，有利于实现“碳中和”，符合题意； C、高炉炼铁会产生大量的二氧化碳，不利于实现“碳中和”，不符合题意； D、生物呼吸会产生大量的二氧化碳，不利于实现“碳中和”，不符合题意。 故选：B。 7．镇海楼是广州规模最大的红砂岩文物。红砂岩因含某种氧化物而呈红色，这种氧化物可能是（ ） A．CaO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe(OH)3 【答案】B 【详解】A、CaO是由两种元素组成，一种元素是氧元素，属于氧化物，但属于白色固体，故A错； B、Fe2O3是由两种元素组成，一种元素是氧元素，属于氧化物，属于红色固体，故B正确； C、Fe3O4是由两种元素组成，一种元素是氧元素，属于氧化物，但属于黑色固体，故C错； D、Fe(OH)3是由三种元素组成，不属于氧化物，且属于红褐色固体，故D错。 故选：B。 8．（2022·辽宁锦州·中考真题）下列物质中属于纯净物的是（ ） A．空气 B．生铁 C．赤铁矿石 D．冰水共存物 【答案】D 【详解】A、空气中含有氮气、氧气等气体，属于混合物，此选项错误； B、生铁的主要成分是铁，还含有碳等杂质，属于混合物，此选项错误； C、赤铁矿石主要成分是氧化铁，还包含其他杂质，属于混合物，此选项错误； D、冰水共存物是由一种物质组成的物质，属于纯净物，此选项正确。 故选D。 9．（2024·湖南娄底·三模）阅读下列科普短文，回答有关问题。 锡是“五金”（金、银、铜、铁、锡）之一，具有质地柔软、熔点低和无毒等优良特性。自然界中的锡主要以氧化物（如锡石，主要成分为）和硫化物（如硫锡石，主要成分为SnS）的形式存在。宋代宋应星所著的《天工开物》中记载锡的冶炼：“凡煎炼亦用洪炉，入砂数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞋（指鼓入空气）熔化……点铅勾锡⋯⋯”常温下，锡露置于空气中能长久保持金属光泽，但易被酸腐蚀。锡与氯气反应生成的四氯化锡（）可用于生产FTO导电玻璃，用来制作液晶显示屏。以锡为原料加工而成的金属工艺品以色如银、亮如镜、声如磬、色泽历久常新的特点而深受人们的喜爱。锡还广泛用于电子信息、化工冶金及航天工业等。 (1)自然界中的锡主要以 形式存在（填“单质”或“化合物”）。 (2)炼锡时“点铅勾锡”即加铅能与锡形成合金，使其更易熔化流出，其理论依据是 。 (3)下列说法正确的是______（填序号，双选）。 A．锡常温下不易被空气氧化 B．硫锡石炼锡过程中可能产生 C．锡制品能够盛放含有柠檬酸的饮料 【答案】(1)化合物 (2)铅能与锡形成合金，使其熔点降低 (3)AB 【详解】（1）然界中的锡主要以氧化物（如锡石，主要成分为SnO2）和硫化物（如硫锡石，主要成分为SnS）的形式存在，即自然界中的锡主要以化合物形式存在； （2）合金的熔点低于组成合金的金属，加铅能使锡较易熔化流出，是因为形成合金，熔点降低； （3）A、常温下，锡露置于空气中能保持金属光泽，说明锡常温下不易被空气氧化，故说法正确； B、自然界中的锡主要以氧化物（如锡石，主要成分为SnO2）和硫化物（如硫锡石，主要成分为SnS）的形式存在。由于硫锡石的主要成分为SnS，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，则硫锡石炼锡过程中可能会产生二氧化硫气体，污染环境，故说法正确； C、金属活动性顺序中锡排在氢前，是活泼金属，锡制品能够与含有柠檬酸的饮料反应，所以锡制品不能够盛放含有柠檬酸的饮料，故说法错误； 故选：AB。 10．（2024·吉林长春·二模）用化学用语回答下列问题。 (1)两个氧气分子 ； (2)三个氢离子 ； (3)赤铁矿主要成分的化学式 。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由分子的表示方法，正确书写物质的化学式，表示多个该分子，就在其化学式前面加上相应的数字，则两个氧气分子表示为2O2； （2）离子的表示方法，在元素符号右上角用正负号和数字标出离子所带的正负电荷数，数字在前，正负号在后，数字为1不写，表示多个离子则在离子符号前加上相应的数字，所以三个氢离子表示为3H+； （3）赤铁矿的主要成分是三氧化二铁，其化学式为Fe2O3。 【能力提升】 11．（2024·湖北十堰·二模）我国古代炼铁术如图所示。下列相关说法错误的是（ ） A．铁是地壳中含量仅次于铝的金属元素 B．生铁和钢都是混合物 C．炼钢的原理和炼铁的原理一样 D．生铁比纯铁的硬度大 【答案】C 【详解】A、地壳中元素含量由多到少：氧、硅、铝、铁，铁是地壳中含量仅次于铝的金属元素，说法正确； B、生铁和钢都是铁和碳组成的合金，都属于混合物，说法正确； C、炼钢的原理：高温条件下降低碳含量，炼铁的原理：利用一氧化碳的还原性，夺走氧化铁中的氧元素，说法错误； D、合金的硬度比组成且纯金属的硬度大，生铁比纯铁的硬度大，说法正确； 故选：C。 12．（2024·广东江门·三模）北京时间2024年4月25日20时59分，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载箭在酒泉卫星发射中心点火发射成功。火箭的制作运用了大量金属材料，下列有关金属材料的说法正确的是（ ） A．纯金属的硬度一般比它们组成合金的硬度更高 B．钛和钛合金被广泛应用于火箭、导弹等 C．金属单质在常温下都是固体 D．合金中一定只含金属元素 【答案】B 【详解】A、合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大，说法错误，不符合题意； B、钛和钛合金被广泛应用于火箭、导弹等，说法正确，符合题意； C、金属单质在常温下不都是固体，如金属汞在常温下是液体，说法错误，不符合题意； D、合金是金属与金属或非金属熔合而成具有金属特征的混合物，因此合金中不一定只含金属元素，说法错误，不符合题意。 故选：B。 13．（2024·江苏苏州·一模）为了减少工业炼铁中CO、CO2的排放，小苏同学基于碳中和理念设计了一个低碳行动方案，方案流程如图所示，下列分析不正确的是 A．该方案可以除去CO2，还可实现CaCO3、CO的部分或全部循环利用 B．该方案中的CO重新通入高炉后，起的主要作用是还原赤铁矿 C．流程图中反应1和反应2，都属于化合反应，且反应后碳元素化合价均发生改变 D．实验室用48gFe2O3粉末作为原料模拟炼铁，反应后测得固体中的铁元素与氧元素的质量比为7：1，若炼铁过程中只发生流程图中的反应3，则理论上参加反应的Fe2O3质量为32g 【答案】A 【详解】A、根据流程图，该方案中二氧化碳既是反应物又是生成物，可以循环利用，碳酸钙和一氧化碳既是反应物又是生成物，可循环利用，故还可实现CaCO3、CO的部分或全部循环利用，故A分析不正确； B、赤铁矿的主要成分是氧化铁，一氧化碳与氧化铁高温条件下反应生成铁和二氧化碳，该方案中的CO重新通入高炉后，起的主要作用是还原赤铁矿，故B分析正确； C、流程图中反应1为碳和氧气反应生成二氧化碳，反应2为碳和二氧化碳高温下反应生成一氧化碳，这两个反应均是两种物质生成一种物质，符合“多变一”的特点，都属于化合反应；反应1中反应前碳元素的化合价为0，反应后碳元素的化合价为+4价，发生改变；反应2中反应前碳元素的化合价为0价和+4价，反应后碳元素的化合价为+2价，发生改变，故C分析正确； D、实验室用48gFe2O3粉末作为原料模拟炼铁，48g氧化铁中铁元素的质量为，反应后测得固体中的铁元素与氧元素的质量比为7：1，则反应后固体中氧元素的质量为，若炼铁过程中只发生流程图中的反应3，反应后固体中的氧元素存在于没有反应的氧化铁中，说明氧化铁没有反应完全，根据氧元素守恒，则没有参与反应的氧化铁的质量为，理论上参加反应的Fe2O3质量为48g-16g=32g，故D分析正确； 故选：A。 14．（2024·安徽宣城·三模）安徽省境内淮河南北，煤的蕴藏量很丰富。下图是煤的综合利用图。 (1)煤属于 (填“不可再生”或“可再生”)能源。 (2)“煤炭开采”需要注意矿内通风，原因是 。 (3)“焦化”后的成分中含有“焦炭”，在炼铁中，加入焦炭的作用是提供反应需要的热量和产生一氧化碳，写出后者发生反应的化学方程式 ，该反应属于 (填化学反应基本类型)。 (4)煤做燃料以及“气化”过程中，产生二氧化碳和二氧化硫。会减少这些气体带来对环境的影响，我们可以采取的措施有 (一种合理方法即可)。 【答案】(1)不可再生 (2)防止产生的可燃性气体或者煤的粉尘，在有限空间，达到爆炸极限，遇明火发生爆炸（合理即可） (3) C+ CO22CO 化合反应 (4)煤进行脱硫技术/“开发新的能源，尽量少用煤做燃料”（合理即可） 【详解】（1）煤是一种化石能源，属于不可再生能源； （2）煤粉能燃烧，“煤炭开采”需要注意矿内通风，原因是：防止产生的可燃性气体或者煤的粉尘，在有限空间，达到爆炸极限，遇明火发生爆炸； （3）焦炭燃烧生成二氧化碳，二氧化碳和焦炭在高温下反应生成一氧化碳，反应的化学方程式为：C+ CO22CO，此反应符合多变一的特点，属于化合反应； （4）煤进行脱硫技术或开发新的能源，尽量少用煤做燃料等可减少污染物的排放。 15．（2024·陕西西安·模拟预测）从古至今，金属材料在人类文明的发展中起着重要作用。 (1)金在自然界中主要以 (填“单质”或“化合物”)形式存在。 (2)北宋沈括所著的《梦溪笔谈》中记载了“湿法炼铜”的方法：“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。即在硫酸铜溶液中加入铁，则可得到铜。该反应的化学方程式是 。 (3)某化学兴趣小组的同学探究锌、铜、铁三种金属的有关性质如下图，实验结束后①、②试管内的物质倒入烧杯中，发现烧杯中的红色固体物质明显增多，一段时间后过滤，同学们向滤渣中滴加稀盐酸，发现没有气泡产生，那么滤液中可能含有的溶质是 。 【答案】(1)单质 (2) (3)硫酸铜/CuSO4 【详解】（1）金的化学性质稳定，金在自然界主要以单质形式存在； （2）铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，该反应的化学方程式为：； （3）试管①中铁和硫酸锌不反应，试管②中铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，实验结束后①、②试管内的物质倒入烧杯中，发现烧杯中的红色固体物质明显增多，说明试管②中硫酸铜过量，混合后，试管①中铁和试管②中硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，一段时间后过滤，同学们向滤渣中滴加稀盐酸，发现没有气泡产生，说明铁已经完全反应，铁与硫酸铜反应生成了硫酸亚铁，硫酸锌不参与反应，则滤液中一定含硫酸锌、硫酸亚铁，可能含硫酸铜。 16．（2024·内蒙古赤峰·二模）对金属材料的认识和探索体现了人类文明的发展。 (1)早期冶金技术均是“沙里淘金”。金在自然界中主要以 （填“单质”或“化合物”）形式存在。 (2)金缕玉衣象征着帝王贵族的身份。用金丝将玉匣连接，形如铠甲，“金丝”说明金具有 性。 (3)“火法炼锌”时，炉甘石（ZnCO3）在高温下首先转化为氧化锌，然后氧化锌和碳在高温下反应生成锌和二氧化碳，该反应的基本类型是 。 (4)银针验毒中，银针变黑是因为生成黑色的硫化银（），反应原理如下：其中X化学式为 。 (5)古人用“火折子”点燃青铜雁鱼灯，火折子中含有火硝（KNO3），KNO3中N元素的化合价为 。 【答案】(1)单质 (2)延展（或良好的延展） (3)置换反应 (4)O2 (5)+5 【详解】（1）金的化学性质稳定，金在自然界主要以单质形式存在； （2）金能制成金丝，说明金具有良好的延展性； （3）氧化锌和碳在高温下反应生成锌和二氧化碳，该反应符合“一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物”的反应，属于置换反应； （4）根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，反应物中含Ag、H、S、O的个数分别是4、4、2、0，生成物中含Ag、H、S、O的个数分别是4、4、2、2，故生成物中还应含2个O，故X的化学式为：O2； （5）硝酸钾中钾元素显+1价，氧元素显-2价，设氮元素的化合价为x，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：，x=+5。 17．（2024·广东广州·一模）古籍中蕴含许多化学知识。 (1)王希孟的巨作《千里江山图》中的颜料都是来自天然矿石，其中的4种矿石及其主要成分如图： ①下列说法中，不合理的是 (填字母序号)。 A．孔雀石制作的颜料耐酸耐碱   B．朱砂中的汞元素属于人体的有害元素 C．赭石可以溶解在水中   D．绿松石主要成分含6种元素 ②中氢原子与氧原子的个数比为： 。 (2)我国有着悠久的钢铁冶炼史，《天工开物》中记载的“炒钢法”如图1，该方法的生产过程可用图2表示。 查阅资料：Ⅰ.潮泥灰主要成分是石灰石。Ⅱ.铁的熔点是。 根据图文回答下列问题。 ①风箱不断鼓入空气的作用是 。 ②不断翻炒液态生铁，是为了降低 元素的含量。 ③铁矿石中的Fe2O3和煤反应得到铁，化学方程式为： 。 【答案】(1) ACD 2：5 (2)提高炉温 碳 【详解】（1）①A.孔雀石可与酸发生反应，不能制作耐酸的颜料，故错误； B.汞属于重金属，有毒，因此朱砂中的汞元素属于人体的有害元素，故正确； C.氧化铁不溶于水，也不与水反应，因此赭石（主要成分为氧化铁）不能溶解在水中，故错误； D.绿松石中含有铜、铝、磷、氧、氢五种元素，故错误； 故选：ACD； ②Cu2（OH）2CO3中氢原子与氧原子的个数比为：2：（2+3）=2：5； （2）①风箱不断鼓入空气的作用是使碳与氧气充分反应，反应放出大量的热，以此来提高炉温； ②生铁与钢的含碳量不同，生铁中含碳量高，不断翻炒液态生铁，使碳与氧气反应生成二氧化碳，降低了碳元素的含量； ③高温下，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为。 【直击中考】 18．（2024·广西·中考真题）广西铝土矿资源丰富.铝土矿的主要成分是（ ） A．二氧化硅 B．氧化铝 C．四氧化三铁 D．碳酸钙 【答案】B 【详解】铝土矿含铝元素，主要成分是氧化铝，故选B。 19．（2024·内蒙古赤峰·中考真题）赤铁矿是重要的炼铁原料，其中的含量直接影响到炼铁的效率和成本。兴趣小组用一氧化碳还原赤铁矿样品，充分反应后得到铁单质，计算该赤铁矿样品中的质量分数。 【答案】解：设该赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数为x x=80% 答：该赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数为80%。 【详解】过程见答案。 20．（2024·江苏常州·模拟预测）从古自今，炼铁是非常重要的工艺。 (1)《三省边防备览》中记载了古法炼铁：“铁炉高一丈七八尺，中空，上有洞放烟，下层放炭，中安矿石。矿石几百斤，用炭若干斤，皆有分两，不可增减。旁用风箱，十余人轮流曳之，日夜不断火。炉底有桥，矿渣分出，矿之化为铁者，流出成铁板。” ①资料中能日夜不断火，原理是 （用方程式表达）。 ②“旁用风箱，十余人轮流曳之”，用风箱不断鼓风的目的是 。 ③“流出成铁板”中“铁板”属于 （填“纯净物”或“混合物”）。 (2)利用含铁量低的磁铁矿冶炼生铁的流程如下。 ①白云石的主要成分是CaMg(CO3)2，熔剂中一定含有的两种金属氧化物，写出其中一种金属氧化物是 （填化学式）。 ②“高温烧结”是将矿石烧成多孔结构，其目的是 。 ③以上流程中回收煤气可用作 ，流程中还可以回收 循环利用。 ④用1000t含46.4%四氧化三铁的磁铁矿炼得的铁，相当于 吨含杂质20%的赤铁矿（主要成分为氧化铁）炼得的铁。 【答案】(1) 提供充足的氧气，使碳完全燃烧或充分燃烧 混合物 (2)CaO/MgO 增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分 燃料 炉尘 600 【详解】（1）①资料中能日夜不断火，原理是碳燃烧生成二氧化碳，该反应的化学方程式为：； ②“旁用风箱，十余人轮流曳之”，用风箱不断鼓风的目的是：提供充足的氧气，使碳完全燃烧或充分燃烧； ③“流出成铁板”中“铁板”是生铁，由铁、碳等混合而成，属于混合物； （2）①根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中含钙、镁、碳、氧元素，生成物中也应含钙、镁、碳、氧元素，钙元素和镁元素属于金属元素，故含有的两种金属氧化物为：CaO、MgO； ②“高温烧结”是将矿石烧成多孔结构，其目的是：增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分； ③煤气主要成分是一氧化碳，一氧化碳具有可燃性，故以上流程中回收煤气可用作燃料； 高炉炼铁的炉尘中含铁矿粉、焦炭粉等，可循环利用； 1000t含46.4%四氧化三铁的磁铁矿中铁元素的质量为：，则含336t铁元素的赤铁矿的质量为：。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$